概念改变教学策略之初探研究--以溶解为例

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1、概念改變教學策略之初探研究--以溶解為例許良榮李莘怡台中師院自然科學教育系教學碩士班Tel:04-22183531Fax:04-22183530Email:steve@mail.ntctc.edu.tw;tb022443@lsc.net.tw摘要本研究目的為針對中小學生之溶解迷思概念，發展概念改變教學策略，以做為教材設計與科學教學的參考。本研究為期二年，本年度的研究屬於初探性質，研究對象為台中市某國中二年級一班學生，其中13位學生為實驗組，另24位學生為對照組，採用準實驗研究法，以不等組前測─後測設計，將研究對象分為實驗

2、組與對照組，二組學生均接受溶解概念雙層試題之前測；實驗組學生接受POE教學策略，而對照組學生未接受教學，後測結束後一個月，再同時接受相同工具之延宕測驗，研究工具為先前研究所發展的雙層試題共五題。研究結果顯示本研究發展之POE教學策略對於學生的概念改變以及維持概念改變具有某種程度的成效。關鍵字：溶解、迷思概念、概念改變、POE6一、研究動機與目的經由過去數十年的研究，科學教育學者們已經了解，學生在接受教學之前，個人對世界上的事物就已經存有先前概念（preconception），當他們進入學習環境之際，便把此先前概念一併帶到

3、課堂上，這些概念可能不是課程編著者和教師所認為的科學家可接受的「正確」概念（Glynn，Yeany&Britton，1996；熊召弟等，2000）。由文獻研究顯示學生在金屬與溶解之化學性質的迷思概念相當多，在「溶解」方面，相關的研究有Driver&Russell(1982)；Andersson(1984)；Driver(1985)；Erickson(1980)；Longden,Black&Solomon(1991)；盛承堯(民81)；簡美容(民90)；許良榮、劉政華（民93）等。由文獻以及先前研究顯示學生在有關溶解的迷思

4、概念相當值得科教學者、課程設計者的注意，也需要我們進一步深入探討如何改變學生之迷思概念的改變，以做為教材設計、課程發展以及科學教學的參考。本研究目的即為針對中小學生之溶解迷思概念，發展一有效的概念改變之教學策略。二、文獻探討(一)、溶解之迷思概念相關研究由文獻研究顯示學生在「溶解」之化學性質有不少的迷思概念。例如Driver&Russell(1982)研究8～14歲兒童，近三分之二的兒童，認為溶液的重量會少於糖加水的重量。Andersson(1984)以相同的問題研究15歲青少年的概念，結果超過半數有相同的迷思概念。Dr

5、iver(1985)則指出15歲青少年會將「溶解(dissolving)」與「熔解(melt)」當為同義字，而且將"糖"這個詞當為巨觀的性質，亦即當"糖"於水中溶解後，就不再是"糖"。簡美容(民90)在對臺北縣、市地區國小四、六年級的研究也發現大多數的學童認為可溶解的東西，仍多僅止於固體物質。該研究也發現學童常會用到比較溶質、溶劑何者為輕、為重之觀點來描述溶解過程。這是屬於和上述較不同的思考方式。先前研究許良榮、彭煜堯（民91）以雙層試題探討中小學生在溶解性質的迷思概念，研究結果發現中小學有以下幾項的迷思概念：(1)認為

6、「汽油不溶於水，是因為汽油密度比水小」的學生由小四到高二分別為9.1%、18.4%、69.2%、59.8%。(2)傾向認為「密度影響溶解」的迷思概念，選答「因為油都比水輕」而認為有「油」字的物質（如甘油）都不溶於水的學生，由小四到高二的比率分別為13.5%、34.7%、56.1%、31.1%。(3)認為洗碗精可以溶於水是因為「洗碗精不含『油』」的，由小四到國二有逐漸上升的情形（18.3%、18.4%、27.1%），高二則只有7.2%。(4)認為「有氣泡產生就是互溶（洗碗精與水）」，各年級選答的比率約在一成左右。(5)超過

7、半數的中學生認為丙酮不溶於水（國二58.1%，高二59.1%），其所持理由以「因為丙酮只溶解油類」為最多（國二23.8%，高二47.7%）。上述的研究顯示學生在溶解方面持有相當值得我們重視改善的迷思概念。(二)、概念改變教學相關研究6為了將學生的迷思概念導向科學概念，文獻中有不少學者以Piaget之「認知衝突」為基礎，設計使學生應用舊概念無法解釋或說明實驗現象，產生矛盾的困境，再進而引介可適用於學習情境的新概念之教學。但是值得注意的是，就算學生觀察到教師所安排的特徵，單一的實驗證據通常仍不足以動搖他們原有的觀點；學生會嘗

8、試以實驗時的特殊狀態說明實驗產生非預期的結果。Asoko&Driver（1992）回顧相關文獻指出，教學上主要有三種認知衝突：（a）學生的預測與實驗結果之間的衝突。（b）學生的概念與教師的概念之間的衝突。（c）不同學生之不同概念的衝突。雖然認知衝突的策略曾經被發現有效，但是使用時仍必須特別注意。最重要的不是學生能否「